邯郸市郊区菜园土壤重金属污染状况的调查与评价

第20卷　第2期　　　　　　　　　河　北　建　筑　科　技　学　院　学　报　　　　　　　　　Vol120　No122003年6月　　　　　Journal　of　Hebei　Institute　of　Architectural　Science　and　Technology　　　　　Jun12003文章编号:1007-6743(2003)02-0023-03

邯郸市郊区菜园土壤重金属污染状况的调查与评价

李　萍,涂代惠,李　燕

(河北建筑科技学院城建系,河北　邯郸　056038)

摘要:对邯郸市郊区环城路附近菜园土壤进行了采样,用原子吸收光谱法分析土壤中Cu、Pb、Zn三种元素的含量。根据GB15618-1995土壤环境质量标准对检测结果进行了单因子和多因子分级与评价。调查区内,重金属元素Cu、Pb、Zn的污染较普遍,且多为2种以上元素的复合污染。Zn元素污染较显著,达中度污染,Cu、Pb为非污染至轻度污染。调查区域土壤的综合污染指数为1.3,达3级为轻度污染。

关键词:重金属;土壤污染;郊区菜园;评价

中图分类号:X508　　　　　　　　文献标识码:A

土壤是宝贵而有限的自然资源之一,人类生活所需要的物质绝大部分是从土壤中获取的。城市郊区菜园土壤是一类比较特殊的自然地域,具有很强的开放性。由于市区工业污染物质和生活垃圾的大量输入以及长期使用农药、化肥、污水灌溉等,有可能导致金属元素的蓄积[1],造成向城市提供新鲜蔬菜的菜园土壤的污染,而引发食物链污染,影响市民健康。因而,研究具有潜在危险的菜园土壤重金属污染状况具有重要意义。本文对邯郸市环城路旁菜园土壤中主要重金属元素Cu、Zn和Pb的污染进行了调查分析与评价。为制订土壤污染防治方案及绿色无公害蔬菜的生产提供依据。

1材料与方法

1.1调查范围与内容

本次调查范围为邯郸市郊区南环、北环、西环和东环路附近蔬菜种植地土壤。调查内容是土壤重金属元素Cu、Pb、Zn的污染状况。1.2采样方法

土壤样品是垂直采取耕作层0-20cm的土体。由于土壤本身在空间分布上具有一定的不均一性,故样品应多点采集,均匀混合以便使土壤具有代表性。每块菜园地均按梅花形五点取样法,在以取样点为中心,半径约50-100m范围内取4-5个小样组合而成,样重约1kg,根据调查区面积的不同确定采样点数。共采集土壤样品13个。1.3样品处理与分析

采集的土壤样品按常规方法在室内自然风干,剔出植物残体及大小砾石,用玻璃棒压散,然后置于玛瑙研钵、磨至样品全部通过100目尼龙筛。装入棕色广口瓶中,贴上标签后备用。称取2g预制好的样品,置于聚四氟乙烯烧杯中,加少量水润湿,加入王水—氢氟酸—高氯酸,置电热板上加热消解,定容后,采用火焰原子吸收光谱法测定[2]。检测仪器为PE-3030型原子吸收光谱仪。1.4土壤质量现状评价

1)评价标准。根据GB15618-1995土壤环境质量标准及土壤环境背景值[3](见表1)进行评价。

收稿日期:2003-03-28

基金项目:院青年基金资助项目

作者简介:李萍(1966-),女,河南汲县人,硕士,讲师,从事应用化学教学与研究。

2)评价方法:①单因子污染指数法Pi=Ci/Cio

表1　研究元素背景值与中国土壤环境质量标准(mg/kg)

项　　目

Cu农田

一　级自然背景值

≤35—≤35≤100

<6.550150250200

二　级　(pH)

6.5～7.5

100200300250

>7.5100200350300

三　级　(pH)

>6.5

400400500500

果园PbZn

式中Pi—单项污染指数(以Pi表示土壤环境质量);Ci—污染物i的实测值;Cio—污染物i的评价标准,采用表1中各元素的自然背景值。

②多因子综合污染指数法P综合=

ni=1

∑PiWi=

n

n

(∑PCu,iWcu+∑PPb,iWpb+∑PZn,iWZn)

i=1

i=1

i=1

nnn

式中n—评价参数个数;Wi—i污染物的权系数值,且∑Wi=1。3)单因子污染指数法分级标准:按照GB15618-1995土壤环境质量标准进行了如下分级:Pi≤1,1级(非污染);1<Pi≤2,2级(轻污染);2<Pi≤3,3级(中污染);Pi>3,4级(重污染)。

4)多因子综合污染指数法分级标准:参照[4-5],给出了多因子综合污染指数法分级标准,见表2。

表2　多因子综合污染指数法分级标准

污染指数

P综≤0.70.7<P综≤11<P综≤22<P综≤3P综>3

分　级1级2级3级4级5级

污染等级安　全警　戒轻污染中污染重污染

污染水平

清洁尚清洁

土壤作物已受污染

土壤作物已受中度污染土壤作物已受严重污染

2结果与评价

2.1土壤重金属元素检测结果及单因子污染评价

对13个土壤样品进行了检测分析,并按照国家GB15618-1995土壤环境质量标准中的自然背景值进行了单项污染评价,由表3结果显示,整个调查区的土壤重金属污染已相当普遍,污染程度较高的为Zn,达到了中度污染,其次为Cu,基本上在轻污染范围,Pb污染较轻,在非污染—轻污染之间。调查结果还显示,土壤污染多为2种以上重金属元素的复合型污染(占80%)。由此可见,城市垃圾、污泥、污水等复合型重金属污染源的控制已十分必要。从各调查区域污染水平的对应分析来看,邯郸市郊区菜园土壤重金属污染存在一定的空间分异特征,北环路附近调查区污染程度明显高于其它区域,主要与这一地区工厂企业密集有关,如化工厂,火力发电厂等排放的废水,废气都可能成为潜在的污染源。另外,由于蔬菜基地大部分地块处于汽车来往频繁的公路边,汽油燃烧时排放的含铅废气也是一重要污染源。值得注意的是菜园土壤重金属含量的变异性也较明显,其中Cu含量的变异系数达到了44.8%,这表明工厂排污、垃圾堆放等点源性污染源更应加以有效的控制,为蔬菜的清洁生产提供最基本的保障。

由表3统计的各元素综合权系数,计算13个样品的综合污染指数

nn

nnP综合=∑PiWi=(∑PCu,iWcu+∑PPb,iWpb+∑PZn,iWZn=(6.71+5.09+5.139)=1.3

i=1i=1ni=1ni=113

整个调查区土壤重金属污染的综合指数:1<P综合<2,达到3级,为轻污染。2.2多因子综合污染评价

参照有关文献资料[6]及13个样品的各元素检测值,统计出了土壤污染元素综合权系数,结果见表4。

表3　邯郸市郊区菜园土壤重金属污染检测结果及单因子污染评价

元素

Zn

CuPbZnCuPbZnCuPbZnCu含量范围(mg/kg)

118-13840.14-50.134.5-40.181.33-176.3422.71-61.8326.3-57.5154.4-207.646.5-52.921.53-48.33150.2-162.543.12-47.69x±s

CV%　污染指数Pi范围污染水平

2级,轻污染

2级,轻污染

1-2级,非污染-轻污染1-2级,非-轻污染1-2级,非-轻污染1-2级,非-轻污染2-3级,轻污染-中污染

2级,轻污染1-2级,非-轻污染

2级,轻污染2级,轻污染南环城路旁菜园土壤(n=2)

128±14.1411.041.18-1.3845.12±7.0415.611.15-1.4337.3±3.9610.621-1.14

东环城路旁菜园土壤(n=3)

144.85±55.0137.90.81-1.7744.99±20.1344.80.65-1.843.3±15.836.50.75-1.65

北环城路旁菜园土壤(n=6)

181.88±20.8511.461.54-2.153.41±3.777.11.33-1.5235.01±11.8533.850.62-1.4

西环城路旁菜园土壤(n=2)

156.5±8.635.51.5-1.6345.41±3.237.11.24-1.36表4　土壤污染元素综合权系数

元素

Pb

Cu对作物毒性顺序(I)

12)(1.6531.82)(63121序列综合

(Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ)

75权系数(Wi)0.390.283结论

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